Башенные краны предназначены для подъема на большую высоту стальных стержней, опалубки, сборных элементов и других тяжелых материалов для строительства основных конструкций зданий, условия эксплуатации которых сильно отличаются от условий эксплуатации обычного промышленного оборудования. Башенные краны, находящиеся на строительных площадках, подвергаются сильному воздействию пыли, дождя и влаги, а также перепадам температур на десятки градусов Цельсия между зимой и летом. Нагрузки резко изменяются в момент запуска и торможения подъемника; поворотные и спусковые механизмы сохраняют направление запуска-остановки и реверсирования. Длинные временные кабели питания используются совместно несколькими мощными строительными установками, что приводит к частым падениям и повышениям напряжения. Оснащенные системами частотно-регулируемого привода, инверторы башенных кранов генерируют мощные 5-ю и 7-ю гармоники, на которые накладываются пусковые токи при перемещении механизма. Когда трансформаторы и реакторы общего назначения, предназначенные для статических условий окружающей среды и постоянной нагрузки внутри помещений, применяются непосредственно к башенным кранам, длительная вибрация ослабляет катушки и истирает изоляционные слои. Кратковременные сильные пусковые токи могут насыщать реакторы, выводя из строя их функции ограничения тока и подавления гармоник. Попадание пыли и влаги быстро ухудшает характеристики изоляции. Как только электрическая система выйдет из строя, подвешенные на высоте грузы приведут к остановке строительства и задержке графика, а также к серьезным угрозам безопасности. Специально разработанные для таких особых условий эксплуатации трансформаторы и реакторы для башенных кранов обеспечивают надежное электропитание трех исполнительных механизмов (подъемный, поворотный, тяговый), а также систем контроля безопасности, включая ограничители момента и высоты.

Применение трансформаторов и реакторов в сценариях с башенными кранами

1.1 Трансформатор для башенного крана: преобразование напряжения, изоляция сильного и слабого тока и многоконтурное распределение мощности.

Башенный кран содержит несколько энергопотребляющих устройств с различными уровнями напряжения. Мощные подъемные, поворотные и люфтовые приводные двигатели относятся к силовым цепям; контроллеры ПЛК, рукоятки управления, ограничители момента, высоты и датчики веса образуют цепи управления безопасностью с совершенно разными номинальными напряжениями. Трансформатор, предназначенный для башенного крана, преобразует входящую сеть на объекте в номинальное напряжение для каждого модуля и обеспечивает гальваническую развязку между цепями высокой мощности и цепями безопасности низкого напряжения. Он блокирует электромагнитные помехи от силовых цепей, препятствующие проникновению в системы контроля безопасности, и предотвращает ложные срабатывания сигнализации и ложной защиты, вызванные помехами для датчиков безопасности. Кроме того, длинные кабели питания на строительных площадках приводят к очевидному падению напряжения при подъеме тяжелого груза. Трансформатор обладает возможностью компенсации напряжения, позволяющей поддерживать стабильную мощность при низком или колеблющемся сетевом напряжении и избегать отключения защиты от мгновенного срабатывания, вызванного недостаточным напряжением. В случае короткого замыкания на одной ветви это ограничивает распространение тока замыкания и предотвращает возгорание других компонентов внутри электрического шкафа от одноточечных неисправностей, повышая отказоустойчивость системы электрического управления.

1.2 Входной реактор инвертора: подавляет пусковой ток при включении и фильтрует гармоники на стороне сети.

В момент запуска подъемника инверторы башенных кранов генерируют пусковые скачки напряжения, в несколько раз превышающие номинальный ток. Мгновенный сильный ток воздействует на внутренние силовые модули IGBT, сокращая срок службы инвертора или даже непосредственно выводя модули из строя. Подключенный со стороны входа инвертора, входной реактор использует характеристики индуктивного накопления энергии для замедления темпов нарастания тока и эффективного подавления пусковых токов при включении. Между тем, гармоники, генерируемые инверторами, поступают обратно в сеть общего пользования на строительной площадке и создают помехи для других нагрузок на стройплощадке, таких как сварочные аппараты и строительные подъемники. Входные реакторы значительно ослабляют гармоники низкого порядка, в основном 5-го и 7-го порядков, улучшают качество электроэнергии на стороне ввода, уменьшают нагрев оборудования и неточные измерения приборов, вызванные гармониками, защищают местные инверторы и уменьшают помехи для другого оборудования, подключенного к месту установки.

1.3 Выходной реактор инвертора: поглощает скачки напряжения PWM и защищает обмотки подъемного двигателя.

Инверторы выдают высокочастотные импульсные напряжения PWM. Силовые кабели, идущие от электрических шкафов к двигателям башенных кранов, относительно длинные, что создает эффект отражения напряжения, который накладывает импульсные всплески, в несколько раз превышающие номинальное напряжение. Повторяющиеся воздействия высокочастотных скачков напряжения со временем ухудшают изоляцию обмотки двигателя, приводя к старению изоляции, утечке электричества и окончательному выходу из строя обмотки. Выходные реакторы сглаживают импульсные сигналы на выходе инвертора, поглощают скачки напряжения dv / dt и смягчают эффекты отражения напряжения, вызванные кабелем. Они снижают нагрузку от перенапряжения на обмотки двигателей, продлевают срок службы изоляции подъемных, поворотных и вытяжных двигателей и снижают риск перегорания двигателей. Они также подавляют высокочастотные токи утечки со стороны двигателя и снижают риск электрокоррозийных повреждений подшипников.

Основные преимущества изделий для башенных кранов по сравнению с промышленными изделиями общего назначения

2.1 Усиленная антивибрационная конструкция для стойких механических ударов башенных кранов

Башенные краны работают в условиях постоянной вибрации; стартстопное торможение и поворот приводят к периодическим ударным нагрузкам. Трансформаторы и реакторы, предназначенные для башенных кранов, имеют полностью усиленные зажимные конструкции. Железные сердечники и катушки плотно скреплены высокопрочными натяжными болтами в сочетании с термостойкими прокладками и контргайками, предотвращающими расшатывание. Конструктивно они исключают смещение катушки, истирание изоляции и ослабление крепежных элементов, вызванное длительной вибрацией. Промышленные трансформаторы и реакторы общего назначения предназначены только для статического оборудования внутри помещений без антивибрационного усиления. При длительной вибрации они, как правило, подвергаются внутреннему ослаблению, чрезмерному шуму и локальному перегреву и могут выйти из строя в течение 1-2 лет.

2.2 Процесс изоляции трехслойной пропиткой для запыленных и влажных помещений на открытом воздухе

Катушки пропитываются под давлением в вакууме (VPI) для обеспечения влагостойкости, защиты от плесени и пыли. Более высокие характеристики изоляции позволяют использовать их в широком диапазоне температур и подходят для электрических шкафов башенных кранов, подверженных воздействию пыли, дождевой влаги и перепадам температуры на строительных площадках. Обычные трансформаторы сухого типа имеют защиту изоляции только для чистых и сухих внутренних помещений. При проникновении пыли и влаги характеристики изоляции быстро ухудшаются, что приводит к утечке электроэнергии и короткому замыканию.

2.3 Специально настроенные электромагнитные параметры Устойчивы к магнитному насыщению при кратковременных сильных пусковых токах

Параметры индуктивности и активной зоны-воздушного зазора реакторов адаптированы к кратковременным ударным нагрузкам подъемных механизмов башенных кранов. Для подъема башенным краном с кратковременными пиковыми токами сердечники выдерживают магнитное насыщение при мгновенных ударах большим током и обеспечивают стабильные характеристики ограничения тока и подавления гармоник. Реакторы общего назначения рассчитаны на устойчивые непрерывные нагрузки. При кратковременном воздействии сильных токов башенных кранов их сердечники быстро насыщаются, индуктивность резко падает и защитные функции теряются.

2.4 Изготовленные на заказ Компактные габаритные размеры Соответствуют Ограниченному монтажному пространству внутри электрических шкафов башенных кранов

Электрические шкафы под кабинами машинистов башенных кранов компактны и имеют плотную внутреннюю планировку. Мы можем настроить длину, ширину и высоту электрических шкафов в соответствии с чертежами производителей оборудования для производства башенных кранов, оптимизировать контуры и контролировать вес изделия, чтобы облегчить внутреннюю компоновку и установку шкафа. Производители комплектных станков избегают масштабной модификации оригинальных конструкций электрических шкафов и снижают затраты на перепроектирование.

2.5 Конструкция, выдерживающая входное напряжение в широком диапазоне, адаптируется к нестабильному временному источнику питания объекта

Трансформаторы допускают более широкие отклонения входного напряжения. Когда напряжение на объекте падает в часы пикового потребления или повышается в непиковые ночные часы, поддерживается стабильная мощность для уменьшения ложной защиты и неожиданного отключения, вызванного колебаниями напряжения в системах управления башенными кранами.

Решенные отраслевые проблемы и прикладные ценности

3.1 Снижение высокого риска отказа систем частотно-регулируемого электрического управления башенных кранов

Среди электрических неисправностей башенных кранов значительную долю составляют перегорание инверторных модулей и повреждение изоляции подъемных двигателей, в основном вызванные пусковыми токами, вызванными подъемом, и высокочастотными скачками напряжения PWM. Комбинированные решения трансформаторов и реакторов ввода-вывода подавляют различные нарушения качества электроэнергии в источнике, значительно снижают частоту отказов инверторов и подъемных двигателей и сокращают затраты на закупку запасных частей и срочный ремонт на месте.

3.2 Устранение поломок компонентов на ранней стадии, вызванных постоянной вибрацией

Когда промышленные трансформаторы и реакторы общего назначения устанавливаются на башенные краны, вибрация постепенно ослабляет внутренние катушки и повреждает изоляцию, что приводит к аварийному отключению в течение 1-2 лет. Усиленные антивибрационные конструкции плюс вакуумно-напорная пропитка устраняют преждевременный выход компонентов из строя, вызванный вибрацией, продлевают срок службы вспомогательных электрических компонентов и снижают затраты на техническое обслуживание всего цикла комплектных машин.

3.3 Снизить риски для безопасности, связанные с подвешенными на большой высоте грузами, и снизить потери в расписании

Неожиданное отключение во время подъема приводит к зависанию грузов на высоте, прерыванию строительства и возникновению рисков для безопасности. Надежные трансформаторы и реакторы сокращают случаи незапланированного отключения, гарантируют непрерывность строительства на стройплощадке, сокращают частоту срочных операций по эксплуатации-техническому обслуживанию-ремонту на месте и обеспечивают электрическую гарантию для выполнения проекта в установленные сроки.

Наша серия специальных трансформаторов и реакторов для башенных кранов поставлялась партиями нескольким отечественным производителям башенных кранов. Подтвержденные испытаниями на вибрацию, высокотемпературными испытаниями и типовыми испытаниями, они подходят для башенных кранов различного тоннажа и изготавливаются в строгом соответствии со стандартами электрического управления грузоподъемными механизмами. Они предлагают стабильные и надежные решения для электроснабжения строительного подъемного оборудования, обеспечивая баланс между эксплуатационной безопасностью, стабильностью и затратами на весь жизненный цикл.